等离子体强化超声速燃烧研究进展

超声速点火和燃烧是超燃冲压发动机研究中的一项关键技术。论文总结了国内外在碳氢燃料的等离子体点火助燃方面研究进展,重点列举了国外在裸电极直接点火和喷注等离子体火炬两种等离子体点火方式的实验与数值研究,以便于我国的科研工作者与国际同行开展国际合作与学术交流。     

活性组分对丙烷燃烧影响的数值研究

等离子体助燃是一项能有效缩短点火延迟时间、提高燃烧效率和燃烧稳定性的新技术,可应用于航空发动机和汽车内燃机。为研究非平衡等离子体对丙烷燃烧的强化作用,建立了化学动力学模型,计算分析了非平衡等离子体中所含活性组分对丙烷燃烧的点火延迟时间和层流火焰传播速度的影响。计算结果表明:在丙烷/氧气/氩气预混气体中加入活性粒子(O、OH、NO)和自由基(CH2、CH3),混合气体的点火延迟时间减小2～3个量级,加入1%NO后,燃烧过程中活性中间体(O、OH、CH、CH2、CH3)的摩尔浓度会明显增加;化学当量比φ=0.8～1.0范围内的丙烷/空气预混气体燃烧时,加入自由基CH或CH3能增强层流火焰传播速度,在φ=0.8～1.2范围内,加入1%的活性粒子O、OH,火焰传播速度明显提高。     

溶胶型纳米SiO2和减水剂对粉煤灰-矿渣地聚物性能的影响

地聚物是一种有望替代普通硅酸盐水泥以降低土木工程行业碳排放的新型绿色环保胶凝材料。然而,粉煤灰-矿渣地聚物存在流动性差、干燥收缩大等问题,限制了其在工程领域的进一步推广应用。因此,通过试验研究了复掺减水剂和溶胶型纳米SiO₂对粉煤灰-矿渣地聚物工作性能、干燥收缩和抗压强度的影响,并分析了相关机理。试验结果表明,对于粉煤灰-矿渣质量比为7∶3的体系,与未掺加溶胶型纳米SiO₂和减水剂的粉煤灰-矿渣地聚物相比,当溶胶型纳米SiO₂和减水剂掺量分别为0.2%和1.0%时,粉煤灰-矿渣地聚物流动度从176 mm增大至198 mm,27 d干燥收缩降低了31.2%,3、7、28 d抗压强度分别提高了52.2%、24.5%、32.3%;溶胶型纳米SiO₂和减水剂复掺增加了参与反应的活性硅源,形成了更多的N-A-S-H和C-(A)-S-H凝胶产物,使得硬化后材料的结构更加致密。该研究可为粉煤灰-矿渣地聚物的进一步研究和应用提供参考。     

基于离散元法的应变传感器与沥青混合料交互影响研究

为了提高传感器应变响应监测的可靠性和工作寿命,从细观力学角度开展了应变传感器与沥青混合料交互影响研究。基于离散元法,采用三维颗粒流程序,构建了内置应变传感器的沥青混合料试件模型,通过四点弯曲仿真试验分析了应变传感器与沥青混合料协同受力下,结构内部应力传递、力链分布和细观裂纹发展演化的规律。研究结果表明,通过监测配位数验证了PFC模型具有较高的可靠性和仿真度;埋置应变传感器降低了2.7%的基体结构强度,使最大拉应力由跨中梁底转移至应变传感器法兰位置处,并在应变传感器周边形成了应力集中效应,造成沥青混合料力学性能降低;应变传感器与沥青混合料协同受力下,结构内部拉伸裂纹表现出“快速增加、先增加后降低”的变化特征,拉伸裂纹占总裂纹的72.9%;“拉伸为主、拉-剪共存”是结构损伤破坏的发展形式。     

基于蚁群算法的大型泵站优化运行研究

为了提高大型泵站运行效率,本文以运行电费最小为原则,根据蚂蚁算法建立泵站优化运行模型,选择案例进行实证分析。结果表明,优化模型能够有效优化泵站日常运行效率,降低运行费用。研究结果可为泵站提高运行效率提供参考。     

等离子体对碳氢燃料点火延迟时间影响的研究进展

应用等离子体减小碳氢燃料点火延迟时间的优越性已经越来越明显。论文总结了点火延迟时间的主要定义和表达方式,分析了等离子体影响碳氢燃料点火过程的重要机理、简化模型以及主要的实验装置,并列举了前面研究者利用等离子体影响碳氢燃料点火延迟时间的实验研究,最后提出了高压纳秒脉冲放电等离子体的应用前景广阔。     

大气压空气中尖-尖间隙60kHz高压放电实验研究

大气压低温放电等离子体在点火和辅助燃烧方面有着广泛的应用前景。为此,基于60kHz的高频高压电源,利用尖-尖电极的极不均匀场结构,在空气中获得了稳定的大气压辉光放电,通过测量电压电流并拍摄放电图像,分析了放电过程,并计算得到了电极压降和位移电流。间隙击穿前,间隙距离不变时位移电流随着施加电压而呈线性变化;间隙击穿后,电源输出电压不变时间隙放电电压随着间隙距离而呈线性变化。结果表明放电过程经历3种放电模式(电晕放电、火花放电、辉光放电),放电稳定性随着气体体积流量的增大而减小,在气体体积流量<3L/min时,可以实现稳定辉光放电。相关结果可为等离子体点火和辅助燃烧提供参考。     

并行双模式图像复合跟踪装置的设计

以多个DSP和FPGA为核心器件设计构成了一种新型目标检测跟踪装置,该装置通过对红外图像和可见光图像两个通道目标检测置信度的高低选择最佳跟踪方位,抗干扰能力强,可辅助雷达实现目标跟踪。     

改进遗传算法在移动机器人路径规划中的应用

针对传统遗传算法中适应度函数把最短路径作为主要遗传因素而未考虑转角及多余路径点造成的时间过多与搜索效率低的情况,文章提出一种改进遗传算法的路径规划方案,把适应度函数选取在满足最短路径的基础上加入角度控制和其余路径信息融合得到新的适应度函数。首先采用栅格法建立实验模型,然后在满足最短路径,路径可行及转弯少的情况下融合成一个新的适应度函数,并其增加插入算子与删除算子进行路径优化得到最优解。最后通过MATLAB实验进行验证,结果表明:在路径规划问题上基于该改进的适应度函数的遗传算法优于基本遗传算法,证明了方案是有效的。